Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для полігонного вимірювального комплексу

Реферат: Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для полігонного вимірювального комплексу, містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки  п та 6 м - введення опорної частоти 6 м оп від   передавального лазера (Лн + СПМ БРК). Після ДШ замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блока відображення інформації про радіальну швидкість R' літального апарата введено електронну обчислювальну машину. UA 81870 U (12) UA 81870 U UA 81870 U 5 10 Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для синтезу лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату (ЛА). Відомий "Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи" [1], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод (СПМ), блок дефлекторів (БД), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), інформаційний блок (ІБ), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), схему I, лічильник (Лч), змішувачі (ЗМ), фільтр (Ф), формувач мірних імпульсів (ФМІ), дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти (ФАПЧ) на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор (КГ), опорний генератор (ОГ) з частотою підставки  п , електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ), блок відображення інформації (БВІ) та 6м - введення опорної частоти 6 м оп від  15 20 25  передавального лазера (Лн + СПМ). Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює інформаційного взаємозв'язку з ЛА на N частотах міжмодових биттів 9м Nмn . Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип є "Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки  п , електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6м - введення опорної частоти 6 м оп від передавального лазера (Лн + СПМ БРК).  30 35 40 45 50 55  Недоліком каналу-прототипу є те, що він не забезпечує збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА на ПВК. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для полігонного вимірювального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА у широкому діапазоні дальностей, багатоканальний N інформаційний взаємозв'язок з ним на частотах міжмодових биттів 9м Nмn та збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки  п , електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6м - введення опорної частоти 6 м оп від передавального лазера (Лн + СПМ БРК), після ДШ замість ЕЦОМ і БВІ введено   електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для полігонного вимірювального комплексу пов'язана з використанням одномодового богаточастотного із синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача та ЧЧМ [3]. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у високоточному вимірюванні радіальної швидкості R' ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, багатоканальному N інформаційному взаємозв'язку з ним на частотах міжмодових биттів (підвищення об'єму інформації, яка передається та приймається) та збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. 1 UA 81870 U 5 10 15 На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - для визначення вимірювальної інформації; II - для обробки інформації, що отримується від ЛА. На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І структурна схема реалізації стежачого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. На фіг. 3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для ПВК містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки  п ,   25 електронну обчислювальну машину та 6м - введення опорної частоти 6 м оп від передавального лазера (Лн + СПМ БРК). Робота запропонованого каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для полігонного вимірювального комплексу полягає у наступному. Із спектру випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазера-передавача (Лн) за допомогою СПМ БРК виділяються необхідні пари частот для створення: - багатоканального N інформаційного зв'язку, за умови використання сигналів комбінацій 30 подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів 101  10  1  9м,Nмn ); - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-х парціальних діаграм спрямованості, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів)  54   5   4   м ,  97   9   7  2 м , 20 35 40 45 50  63   6   3  3 м ,  82   8   2  6 м . Груповий лазерний сигнал, який складений з частот міжмодових биттів Nмn , минаючи БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від інформаційного блоку та формує багатоканальний N інформаційний сигнал, що передається на ЛА (створення взаємозв'язку) (фіг. 1, 2). Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів  м ,2 м ,3 м і 6м надходить на блок дефлекторів, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують БД у кожній з двох ортогональних площин (фіг. 1, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот  5 ,  4  м,  9 ,  7  2м,  6 ,  3  3м та  8 ,  2  6м фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній з двох ортогональних площин  і  або X і У. При цьому інформаційний лазерний сигнал частот 9м Nмn проходить вдовж РСН (фіг. 3). Прийняті приймальною оптикою відбиті від ЛА інформаційний та, в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС лазерного випромінювання за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем, вони розподіляються: - в інформаційний блок для обробки інформації, яка приймається від ЛА; - по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів:  м в ід ,2 м в ід,3 м в ід,6 м в ід . 2 UA 81870 U 5 При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП4 (РП 6м ) формують сигнал радіальної швидкості R', а РП 1 (РП  м ), РП 2 (РП 2м ) і РП 3 (РП 3м ) формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. Принцип вимірювання радіальної швидкості ЛА для ЛIBС полягає у наступному (фіг. 1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (РП 6м ) подається сигнал з частотою 6 м в ід , який змішується через зворотній зв'язок з сумішшю частот 6 м в ід   м п , від КГ та фільтрується. У ФАПЧ на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою  п від ОГ. Отриманий сигнал з частотою г з виходу А керуючого генератора подається на вхід другого змішувача 10 (ЗМ2), де змішується з опорною частотою 6м . Сигнал різницевої частоти 6 м в ід   м   м п , отриманий з виходу Ф2, через ФІ,   надходить на схему "І". На лічильник проходить пачка імпульсів, обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділена дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційна частоті  м допл , 15 20 25 30 перетворюється у ЕОМ у цифроаналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло. Для збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА, в пам'яті ЕОМ використовується база даних - сукупність взаємопов'язаних даних, організованих у відповідності до схеми даних таким чином, щоб з ними міг працювати користувач. Кількість інформаційних каналів N залежить від кількості комбінацій парних мод (несучих частот  n ), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель № 25800, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційновимірювальної системи. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - № u200703166; заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл. № 13. - 8 с. 2. Патент на корисну модель № 48401, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів. /О.В. Коломійцев, В.В. Бєлімов, Д.Г. Васильєв та ін. - № u200911401; заяв. 09.11.2009; опубл. 10.03.2010; Бюл. № 5. - 10 с. 3. Патент на корисну модель № 55645, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Частотночасовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату. /О.В. Коломійцев - № u201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. № 24. - 14 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для полігонного вимірювального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки  п та 6 м - введення опорної частоти 6 м оп від  45  передавального лазера (Лн + СПМ БРК), який відрізняється тим, що після ДШ замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блока відображення інформації про радіальну швидкість R' літального апарата введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 81870 U 4 UA 81870 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5